寻求城市可持续发展的生态支撑：城市生态支持系统理论初探

城市是一个复合的生态系统,它必须凭借一定的生态支持维持基本的结构与功能,寻求进一步的发展。城市生态支持系统能为城市提供资源、能源、空间等最基本的支持,并调控城市发展速度、规模与演替方向。在提出这一概念的基础上,初步探讨了城市生态支持系统所具有的人工与自然的双重特征及其研究的内容,包括有城市人口、资源、能源、环境、边缘系统、绿地、空间结构等诸多方面。     

基于生态承载力的城市生态调控

城市生态系统承载力反映了城市生态支持系统对城市发展的支撑功能,它是供给与需求的统一体,社会经济发展的无限需求与生态支持系统的有限供给之间的矛盾决定了城市生态系统承载力的阈限必然存在。引入生态承载力理论,结合其阈限性,解析了导致城市生态危机的生态承载力供需失衡根源。而生态承载力的阈限特征通常在少数瓶颈要素上表现出来,因此城市生态调控最终落脚到调节生态承载力瓶颈要素的供需上。针对瓶颈要素,给出了城市生态调控的层次、方法和蓝图,即从自然、功能和人文3个层次,根据具体情况采取调节供给或需求的措施进行生态调控,最终实现稳定的、持续的城市发展。     

城市复合生态及生态空间管理

城市是一类基于区域水-土-气-生-矿五类生态因子,生产-流通-消费-还原-调控五类生态过程,以及经济-政治-文化-社会-环境五类生态功能,在时间-空间-数量-结构-功序范畴耦合的复合生态系统。阐述了城市复合生态的整合机制、体制、结构、功能的内涵,提出以净化、绿化、活化、美化、进化型安全生态保障目标,生物链-矿物链-服务链-静脉链-智慧链五链合一的循环经济耦合构架,以及污染防治、清洁生产、产业生态、生态社区和生态文明五位一体的和谐社会建设模式为城市生态管理的3个支柱。城市生态管理是对城市涵养、调节、流通、供给和支持五类生态服务功能的调节、修复和建设而不只是保护城市生物。城市生态空间是指城市生态系统结构所占据的物理空间、其代谢所依赖的区域腹地空间,以及其功能所涉及的多维关系空间。通过天津、扬州、淮北、合肥等市复合生态规划与建设的案例,阐述了区域、市域、城域和社区/园区4尺度城市生态空间的管理方略。最后以延庆和北京主城关系的演变探讨了复合生态位势在城市生态管理中的应用。     

重庆市城市生态支持系统瓶颈要素分析

城市生态支持系统作为城市生态系统的关键部分, 对城市的发展有着重要的支撑作用 , 因此, 对该系统瓶颈要素的分析将成为城市能否实现可持续发展的关键问题。论文采用基于供需平衡原理构建的城市生态支持系统瓶颈要素评价体系, 并将资源要素的稀缺性和环境要素的多指标性引入到瓶颈要素评价体系中。通过对 2011 年重庆市城市生态支持系统的各要素的实例分析, 得出大气环境、水环境、耕地资源和煤炭资源为重庆市城市生态支持系统的瓶颈要素, 针对各个瓶颈要素提出进行调控的合理建议, 以求减缓由此而产生的瓶颈作用 , 进而实现城市可持续发展的目标。     

新乡市生态城市建设研究

随着经济的快速发展和城市化进程的加快,新乡市的生态环境面临着巨大的社会与生态压力。因此,很有必要从战略的高度审视新乡市生态城市建设的现状。概述了生态城市的由来及其内涵、当前国内外生态城市发展概况、新乡市生态城市建设的有利条件和制约因素。提出,必须释放新乡市生态城市建设的内部潜力、寻求外部动力,克服生态城市建设的制约因素,加快生态城市建设的进程。     

沈阳城市森林生态规划建设

工业发展与城市化使城市环境不断恶化,城市森林作为改善环境质量的有效途径日益受到人们的关注与重视。本文首先对城市森林生态规划的内涵、原则及其总体目标进行了阐述,然后重点对沈阳城市森林生态规划建设进行了介绍,同时,针对沈阳市城市森林建设中存在的问题提出了相应的建设性意见,以期对沈阳城市生态建设与城市的可持续发展提供理论依据。     

基于低碳生态理念的城市新区城市设计研究——以万庄生态新城城市设计为例

在资源匮乏、环境污染的现状下,如何在兼顾生态保护的前提下实现新区发展成为了城市设计的新课题。文章将以廊坊市万庄生态新城的城市设计为例,就生态新区设计的目的、原则和具体的设计实践予以讨论,为基于生态低碳理念进行城市新区的城市设计提供参考。     

城市生态规划的回顾与展望

回顾了城市生态规划的发展情况,对其发展前景进行了展望。从19世纪末至今,从Howard的“田园城市”到MacHarg的土地利用生态规划方法,再到基于生态系统理论的城市生态对策规划,城市生态规划的理论和方法在实践中不断完善。全球城市化进程的加快带来了一系列的生态环境问题。城市生态规划作为实现城市可持续发展的途径之一,越来越受到人们的关注,为生态城市建设服务是城市生态规划的发展方向。     

北京城市生态占水研究

在前人研究的基础上,提出了生态占水的概念及计算方法,构建了生态占水驱动因素分析模型,计算各因素对生态占水变动的贡献率,并采用灰色关联分析法对生态占水-水生态因子进行关联分析。以北京市为例计算1999-2009年的生态占水量,结果显示水量型占水和水质型占水均呈现波动式逐年下降趋势,分别由1999年的25.56亿m³和12.55亿m³减少到2009年的15.65亿m³和4.58亿m³;2003-2005年北京市生态占水率明显高于其它时期,达到80%以上,2006年以后逐步下降,但仍然高于50%;水量型占水是过去10 a中最主要的占水类型。生态占水驱动因素分析结果得出,1999-2009年的总体变动中人均消费水平的提高是促使北京市生态占水增加的关键驱动因素,其次是第二产业增加值。占水-水生态因子关联分析显示,地表取水和污水处理率两个因素与水生境因子的变化有着较强的关联性;退水和地下取水与水环境因子有较强的关联性,地下水埋深和人口两大因素与水安全有着较强的关联性。     

城市植物生态的遥感分析研究

近十多年来 ,航空遥感作为一项新兴的高技术 ,在我国城市环境研究中得到了极大的应用。天津、北京、广州、上海等地先后开展了城市航空遥感综合调查研究 ,均取得了较好的效果 ,极大地推动了城市植被和城市植物生态的研究。天津以彩红外航片为主 ,编制了天津市植被图 ,并结合其他手段 ,研究了大气污染的生物效应 ,进行大气污染的植物生态监测[1,2 ] ;广州应用彩红外航片和天然彩色航片绘制了广州市植被图 ,并调查了广州市区 840ｋｍ2 的经济林[3 ,4 ] ;北京则用天然彩色航片绘制了北京规划市区 75 0ｋｍ2 的城市树木绿地分布图[5] ,并以此为…     

城市生态资产评估方法与应用——以广州市增城区为例

生态资产评估有助于人们以货币度量的方式衡量生态资源的价值,同时也为绿色GDP核算以及生态补偿机制提供科学依据。基于生态资产内涵,构建了包含自然资源价值和生态服务价值在内的生态资产价值评估指标体系,通过获取生态参数,对各项生态资产指标进行全面核算和时空动态分析,最后针对区域经济社会发展和生态资产状况提出了相应的生态资产管理对策与建议。研究结果表明,2003、2008和2013年增城区的生态资产价值分别为286.4、287.9和330.6亿元,其中,自然资源价值占总价值平均比例为62%,生态服务价值占总价值平均比例为38%。10年间,增城区各类自然资源价值均增加,尤其是农用地和草地资源价值增加幅度最大;各项生态服务价值均减小,其中土壤保育价值减小最为明显。基于核算结果,为增城区提出了包含自然资源管理、生态服务监管、生态资产保育和实施生态补偿4个方面的具体生态资产管理对策。     

城市自然生态安全动态评价方法及其应用

城市自然系统是城市社会经济发展的重要载体.城市自然生态安全评价最重要目的在于对未来可能出现的不安全状态预测和预警,以实现对城市生命支持系统--自然系统的可持续生态安全管理.针对目前城市生态安全评价方法实用性与可操作性差的缺点,基于城市自然生态安全因果互动关系,建立城市自然生态安全发展度动态评价方法,实现了对未来城市自然生态不安全状态的预警以及关键影响要素的识别.以厦门为例的评价结果表明,2007～2020年厦门自然生态不安全发展度将处于持续恶化蓝灯(轻度)预警的变化态势,其主导因素将是快速发展的对生态安全负反馈的来自社会经济系统的外部驱动;各子系统生态不安全程度排序为:大气系统>水系统>土地系统>生物系统.大气系统和水系统各项调控措施的发展度需予以提高.     

基于生物物理视角的城市生态竞争力

研究城市的生命支持系统、系统解析城市运行的生物物理代谢过程是深入揭示现代城市"病"产生机理与作用规律的新视角.借助生态能量学方法之一 --能值方法对城市生态经济系统进行了系统分析,并构建了综合性城市生态竞争力指数UECCI,将之应用于北京、上海和广州3个案例城市1990年到2005年的评价中.同时,引入并整合台北(1991和1998年)和澳门(1990、1993、1995、1997、2000、2003和2004年)的能值分析结果进行参照对比.结果显示:研究期内3个案例城市生态经济系统的演化趋势呈现很好的一致性,但广州的UECCI一直高于北京和上海,广州城市生态经济系统在可持续发展的长远尺度上似乎更具有生态竞争力;与台北与澳门的进一步比较发现,尽管中国大陆城市经济发展程度不及台北与澳门,其UECCI总体上却高于台北和澳门.     

基于遥感的广州市城市绿地生态服务功能评价

利用TM卫星影像数据和野外观测数据,运用遥感定量反演模型和知识,提取影响广州市城市绿地生态服务功能的地表参数,如叶面积指数、植被指数、土壤水、地表反照率、地表温度等,然后利用神经网络技术实现对单一因子的城市绿地生态服务功能的评价与分级;在此基础上,利用模糊聚类法对广州市城市绿地生态服务功能进行综合评价。结果表明:广州市城市中心绿地生态服务功能偏弱;绿地在各区分布差异较大,空间布局不够合理。生态服务功能一级的城市绿地面积为2.1km2,仅占研究区域总面积的0.4%,生态服务功能二级、三级和四级的绿地面积占研究区域总面积的比例分别为2.4%、5.0%和2.9%。     

城市水资源生态足迹核算模型及应用——以沈阳市为例

水资源生态足迹可以直接反映区域人类社会经济活动对水资源的压力.本研究在现有的生态足迹模型基础上,充分考虑城市自然生态系统对水资源的需求,建立了包括居民日常生活用水、生产运营用水、公共服务用水和生态需水4类帐户的城市水资源生态足迹核算模型,并结合沈阳市实际情况,确定了模型中的相关参数,对沈阳市水资源生态足迹和生态承载力进行分析.结果表明:2000-2009年,沈阳市人均水资源生态足迹总体呈下降态势,但各年度均为水生态赤字;2005年较2000年水资源生态足迹人均下降0.31 hm2,2006、2007年有小幅回升,2008、2009年趋于平稳,说明沈阳市水资源可持续利用状况有一定改善,但仍处于不可持续状态.     

基于LUCC的城市生态安全研究进展

近代工业革命以来特别是二战以后,世界范围内城市化发展迅速,受城市化驱动的土地利用／覆盖变化（Land use／cover change,LUCC）及其环境影响越来越突出,不仅对城市生态安全产生了危胁,甚至在区域和全球尺度上影响生态系统的结构与功能,成为当今地球生态系统平衡与人类社会可持续发展的研究热点。尽管LUCC与城市生态安全态势有密切联系,然而目前研究中对土地利用变化的驱动机制较为侧重,涉及LUCC对城市生态安全影响的研究文献仍很缺乏。从城市生态安全的概念辨析入手,评述了国内外LUCC与城市生态安全响应研究的进展,将相关研究分为两个阶段：即定性和（半）定量研究阶段。指出了现有研究在理论体系与研究方法在指导实践中的不足之处,即：（1）基于LUCC城市尺度的生态安全研究的理论体系尚不成熟,目前的研究多未结合研究区域LUCC的动态特征对城市生态安全状态进行评价,因而也难以应用于指导城市生态建设实践;（2）目前的城市土地利用的生态影响实例研究中仍很缺乏采用数学模型、地理信息系统（GIS）、环境影响评价（EIA）、生态风险评价技术（ERA）及政策仿真等手段进行动态化的、多场景（Multi-Scenarios）模拟分析的综合运用,也缺乏对这些研究方法在实践中的应用的比较研究;（3）缺乏从土地利用动态监测、驱动力机制、生态响应等方面进行区域生态安全演变及调控的综合研究,现实指导意义有限。在上述工作的基础上,探讨了此研究领域未来的发展方向,即：（1）实现不同研究尺度的紧密结合;（2）多种研究方法的集成运用;（3）基于多学科知识体系的评价方法与指标体系的明细化与合理化。     

一种城市生态系统现状评价方法及其应用

生态城市建设是未来城市发展的最终趋势。从结构、功能、活动、发展演化规律等方面来看,城市生态系统都可以被看作一个动态变化的系统。将可持续发展理论引入到城市生态系统现状评价中,提出和解释了城市生态系统可持续发展概念;从可持续发展的角度,评价城市生态系统的现状,建立城市生态系统可持续发展评价指标体系。在此基础上,利用集对分析方法,将评价城市生态系统可持续发展水平的多个指标系统合成一个与最优评价集的相对贴近度,用来描述城市生态系统可持续发展水平,并将该方法应用于兰州市城市生态系统现状评价。结果表明,在2004—2010年间,兰州市城市生态系统可持续发展水平呈现折线型关系,而且有明显的陡降现象。具体变化趋势是从2004年的0.5081平缓上升到2005年的0.5581、然后陡降到2006年的0.4073、接着平缓上升直到2009年的0.5010、最后平缓下降到2010年的0.4706。尽管不同时期城市生态系统可持续发展水平有所变化,但是总体来说,一直处在基本可持续发展的水平,协调程度一般;该评价方法能够很好的反映城市生态系统的发展现状,为建设生态城市提供科学依据。     

发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类中的归属特征

利用最新建立的1∶100万中国土壤数据库,研究了我国发生分类半淋溶土在中国土壤系统分类的归属及其在中国土壤系统分类下的空间和数量特征.结果表明,我国发生分类半淋溶土总面积为427 843.1 km²,可参比归属于中国土壤系统分类中的4个土纲,即淋溶土、雏形土、均腐土、人为土,分别占发生分类半淋溶土总面积的51.3%、35.2%、10.7%和2.8%,其中包含了系统分类的22个土类和38个亚类.对发生分类某一类型土壤分属于系统分类不同类型的面积比例及其标准偏差的分析表明,土壤参比归属的单元级别越低,越易于参比和把握.研究结果对于土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用具有很好的参考价值.     

基于水敏性城市设计的城市水环境污染控制体系研究

随着城市化进程加快,自然地表被硬化的不透水地面所替代,城市面源污染加剧,城市水环境恶化成为限制城市发展的关键因素。水敏性城市设计(Water Sensitive Urban Design,WSUD)提出从城市设计和生态管理角度实现城市发展与水环境保护的共同目标。综述了WSUD理论内涵、设计原则、技术体系以及隐含在其中的生态学思想,提出当前WSUD理论发展需要进一步完善的技术体系,整合生态学思想以及建立科学的效益评估方法,并与传统生态智慧关联,为WSUD在我国的发展和研究提供科学参考。同时,基于WSUD技术及蕴含于其中的生态智慧,针对三峡库区城市水环境特点和城市面源污染特征,兼顾城市景观优化、生物生境再造、生态服务功能优化与城市建设协同发展,采取生态缓冲、湿地消纳和自然调控相结合的综合防控思路,以水陆界面生态屏障综合控制为主线,根据城市生活区-休闲娱乐区-水陆界面缓冲区3个空间层次,提出城市污染源头-滨湖绿带-生态护坡-基塘湿地-自然消落带多重拦截和消纳的城市水环境污染控制体系,形成三峡库区水敏性城市设计与建设的模版和参考,为三峡库区城市水体污染控制提供科学依据,促进三峡库区水质保护与城市人居环境协同发展。     

基于因果网络模型的城市生态安全空间分异——以大连市为例

城市生态系统是一个脆弱而不稳定的生态系统,与自然系统相比较具有高能耗物耗、高环境污染、低自然资源储备的特点.同时,其生态安全评价也存在特有的空间特性、非线性和随机性.城市化进程的快速推进引发了众多生态环境问题,而且问题发展日趋严重.生态环境安全在城市中的空间分异现象也日益彰显.分析了PSR、DSR、DPSIR因果链结构模型的利弊,提出了一种新的生态安全评价模型-因果网络模型DPSRC模型,结合地理信息系统空间分析的方法,研究大连市生态系统健康状况,得到如下结论:①根据城市生态系统的复杂性,分析了以往链式模型的弊端,提出了网络分析模型,并且拟定"驱动力-压力-状态-响应-控制"DPSRC模型指标体系,运用模糊层次分析法(Fuzzy AHP)和综合比较法赋权并量化计算;②实地调查、收集了关于城市生态安全的数据资料,并将其数字化建立大连市生态安全指数的矢量网格数据库;③运用地理信息系统空间分析方法,揭示了大连城市生态健康状况和城市生态安全空间分异格局.